水的容重,也被称为密度,其标准值在国际单位制中是1000千克每立方米(1000kg/m³)。在工程应用中,它指的是单位体积内物体的重量,比如土体的重量。同时,容重还可以表示物体因地球引力而产生的重力特性,即单位体积上的重力,单位为牛顿每立方米(N/m³)。
水的容重可以用公式γ=ρg来计算,其中γ代表水的重度,ρ表示水的密度,g则是重力加速度。水在4℃时密度最大,为1000kg/m³,随着温度升高,密度会减小。这是因为水分子在不同温度下会形成不同类型的缔合分子,如在0℃时主要为(H₂O)3,而3.98℃时多为(H₂O)2,温度升高后,缔合分子减少,空间占据增大,导致密度下降。
当温度降至0℃,水结冰时,由于分子排布改变形成开放结构,冰中的空隙较大,因此冰的密度比水小。了解这些特性对于理解和计算涉及水的物理现象至关重要。
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